(1)墙体
由于生产桃的日光温室一般不需要加温设备。因此,保温设计不仅要让墙体具有承重和隔热功能,而且要具有较强的蓄热功能。白天要大量蓄热,夜间要源源不断地向室内放热,以延缓室内气温的下降。
日光温室的墙体目前有两种类型:一是单质墙体,二是复合墙体。单质墙体由单一的土或砖、石块砌成;异质复合墙体一般内、外层是砖,两砖间是垫有保温材料的中间夹层,中间夹层填充的保温材料有干土、煤渣、珍珠岩等。由表30可见凡有填充保温材料的墙体,日光温室内最低气温均比未填充任何材料的中空夹层墙的高。
表30 不同隔热材料墙体的保温性
第二代日光温室墙体建筑参数:
后墙:①砖砌空心墙体。内墙为12~24厘米砖砌墙(石头也可),外墙为24厘米砖或空心砖砌墙,中间为10厘米珍珠岩隔热层,构成50~60厘米厚的异质复合多功能墙体。②石、土(草)复合墙体。石砌墙基部厚50厘米,上部厚40厘米,内墙垂直,外墙斜面。墙外培土,厚度大于当地最大冻土层30~50厘米。③土、土(草)复合墙体。夯打50~60厘米厚土墙或草泥垛墙,外培土,使墙体的复合厚度比当地冻土层大30~50厘米。两侧的山墙用土墙或砖砌,厚度相当于当地最大冻土层厚度的2/3。
(2)后坡面
仰角比当地冬至日正午太阳高度角大10°;后坡面覆盖材料以贮热保温材料为主,封闭要严。以秸秆和柴草为主时,底铺和外覆的总厚度达到当地最大冻土层厚度的2/3~4/5。
(3)前屋面覆盖材料
前屋面是温室的主要散热面,通过对前屋面的覆盖,可以阻止散热,达到保温的效果。
目前我国前屋面外侧覆盖材料主要是草苫、纸被等。草苫是传统的覆盖材料,它是由苇箔、稻草编织而成的。高质量的草苫(覆盖在采光屋面上,室内应见不到任何亮光)单层覆盖可提高温室温度1~3℃。在寒冷地区,常在草苫下铺一层由4~6层牛皮纸复叠而成的纸被。草苫下加一层纸被,不仅增加了空气间隔层,而且弥补了草苫稀松的缺点,从而提高了保温性。据测试增加一个由4层牛皮纸叠合而成的纸被,可使室内最低气温提高3~5℃,层数越多,保温性能相应提高。纸被的保温性虽好,但投资高,易被雪水、雨水淋湿、寿命短、管理不便、费工。
(4)防寒沟
设置防寒沟是为了防止热量的横向流失,提高室内地温。防寒沟一般设在室外,宽度40~50厘米,深度40~60厘米,沟内填干土、干草或其他隔热材料,可使室内前沿5厘米地温提高4℃左右。防寒沟要封顶,以防雨水、雪水流入,降低防寒效果。
(5)进出口
温室山墙应设一个进出口(门),进出口一般设在东山墙为宜,以防东北冷风侵入室内,要设木门,再挂门帘保温。为防止操作人员出入温室时冷风灌入室内,应在东山墙(门)外设一个缓冲间,缓冲间门向南,严寒时节最好也要挂上门帘。
日光温室一般没有加温设备,而是主要以太阳光为能源来增加温室内温度。因此,在建筑结构上应具有充分采光,严密保温的性能,以满足作物生长发育对光温的要求,从而获得一定的产量。在进行温室设计中,要充分考虑室内能最大限度地获得光量和减少热量的散失。
(1)温室方位应坐北朝南、东西延长。可以偏东5°~10°,也可以偏西5°~10°。对于冬季严寒、早晨雾多雾大的地区以偏西为好。
(2)采光屋面的角度与形状采光屋面的角度设计应使采光屋面与入射光线所构成的入射角越小越好。从理论上讲,当入射光线与采光屋面垂直时入射角为零,太阳光线几乎可以全部进入温室内,反射光线为零。但这在实际设计中很难做到,因为冬至日正午时太阳的高度最低,如要使太阳入射光线与采光屋面垂直,必然造成采光屋面过分直立,进而使温室后墙过高,并且一天当中太阳的高度是在不断地变化的。另外,不同地理纬度的太阳高度也不相同,要想做到时刻保持光线与采光面垂直是不可能的。不同地区温室采光屋面的角度,均以冬至中午时室内光量最大为基础进行设计(表4-1)。可以根据主要生产时期采用不同的采光屋面角度。
表4-1各地区不同时段温室采光屋面角度
就采光屋面的形状而言,圆弧形比一斜一立式好,圆弧形中,半圆形和抛物线形比椭圆形好,冬季和春季圆形优于抛物线形,但从整个秋冬春季来看,则以抛物—圆弧形最好。
(3)后屋面的仰角和宽度两者直接影响秋冬季温室后部的光照。后屋面仰角是指后屋面与地面的夹角,仰角小势必造成温室后部遮阴。仰角的设计应略大于冬至正午时的太阳高度角,以保证在秋冬春不会因为后屋面仰角小而遮阴太多,一般以30°~40°为宜。
后屋面的主要作用是保温,其宽度是指中脊至地面垂线到后墙根的距离。但后屋面太宽,春季温室内遮阴面积大,会影响后排作物的生长发育和产量,太窄又不利于保温。在设计时不同地区温室后屋面的宽度应有所不同,南方可短些,北方可长些。
(4)相邻温室间距离本着经济利用土地,又保证在一天中大部分时间不相互遮阴,来确定两个相邻温室之间的距离,一般为脊高的2~2.5倍。
温室长度,以50~60米为宜。温室适当长一些,可减少东西山墙的遮阴面积比例,降低造价。但温室过长,影响通风。
(5)选择良好的透光覆盖材料温室的主要功能是采光和保温,但不同透光覆盖材料的透光率不同,而且由于耐老化性、无滴性、吸尘性等不同,使用以后的透光率也有很大差异。目前生产上使用的聚氯乙烯、聚乙烯、醋酸乙烯等薄膜在洁净时的透光率均在90%以上,但使用后透光率就会不断下降,其中聚氯乙烯薄膜下降的最为严重。因此,在选择透光覆盖材料时,应强调防雾、防滴性和保温性。在管理过程中还要尽量减少棚膜的污染,以保证较大的透光率。